Аккумулятор ноутбука не заряжается: диагностика

Аккумулятор ноутбука не заряжается: диагностика

В этой статье мы рассмотрим ситуацию, когда ноутбук включается только от сети, но не включается от аккумулятора, а сам аккумулятор не заряжается. Диагностика этой неисправности включает как ряд простых шагов, так и сложных, требующих знаний в электронике и схемотехнике.

Итак, существует несколько причин невозможности заряда аккумулятора:

1. неисправны «банки» аккумулятора
2. неисправен контроллер аккумулятора
3. неисправен контроллер заряда на материнской плате

Устройство и неисправности аккумуляторной батареи (АКБ)

Аккумуляторная батарея ноутбука состоит из нескольких групп «банок» – литий-ионных аккумуляторов, соединенных последовательно-параллельным подключением. Емкость элементов питания со временем уменьшается, что приводит к уменьшению времени автономной работы и необходимости ремонта. Кроме того, их приходится менять после глубокого разряда, когда аккумулятор некоторое время лежит без дела.

Нормальный срок работы коммутатора 3-4 года, 5-6 лет предельный срок, заявляемый производителем. При частом использовании и зарядки ноутбука, вы уже через год или пол начнете замечать признаки износа батареи. Чаще всего они проявляются так:

• В автономном режиме длительность работы ноутбука сокращается.
• Индикатор заряда батареи «врет”.
• Показатель уровня износа «Battery Wear level” в различных программах превышает 25%.

Реальное состояние батареи можно посмотреть в бесплатной утилите BatteryInfoView. Она используется данные с контроллера самой батареи, если контроллер неисправен, то данные могут не отображаться или отображаться некорректно.

Схема АКБ обычно включает в себя 4, 6, 9 или 12 элементов питания, так называемых ячеек (cells) или на сленге, «банок». При сильном износе этих «банок» аккумулятор может вздуться. Также это может произойти из-за перенапряжения. Иногда батарея может дать течь: если банки, в которых храниться электролит, сильно прохудились, то он может вытекать через них. Такую батарею нужно извлечь и никогда больше не заряжать. Поврежденные элементы питания заменяются методом перепайки.

Новая АКБ на 6 ячеек

Типичные симптомы неисправных банок:

• аккумулятор не держит заряд;
• моментальное выключение ноутбука после отключения блока питания;
• ноутбук распознает батарею, но уровень заряда при этом не меняется;
• наличие визуальных дефектов, таких как вздутие потекший электролит, прогар корпуса или сильный нагрев при подключении к сети.

Электроника

В схему заряда аккумулятора ноутбука также входит контроллер – это микросхема, обеспечивающая равномерное распределение заряда, а также защиту от перезаряда, перегрева и других нарушений работы. Литий-ионные аккумуляторы считаются достаточно капризными: любое отклонение в процессе зарядки может привести к возгоранию и взрыву. Контроллер также хранит информацию о количестве циклов зарядки и разрядки.

Устройство батареи предусматривает защитное отключение при достижении температуры 80─90 градусов благодаря встроенному термостату и термодатчику. В литий-ионных батареях больше, чем в других типах АКБ, всевозможных предохранителей. Это необходимо, поскольку литий представляет собой очень активный металл. Контроллер следит за степенью заряженности аккумулятора в целом и всех элементов в отдельности.

Также в Li-Ion аккумуляторах имеется много разных датчиков и защит для её обеспечения. Вот некоторые:

• Общий предохранитель по току (восстанавливается);
• Предохранитель на каждом аккумуляторном элементе, срабатывающий при температуре 80–90 градусов С;
• Защита от превышения давления в аккумуляторном элементе. Критическое значение 10 кгс/см2. Защита не восстанавливается;
• Схема контроля зарядки и общего состояния аккумулятора.

Срабатывание любого датчика или отключает отдельную банку, или же прекращает заряд всей АКБ полностью.

Взаимодействие контроллера АКБ с материнской платой происходит через шину SMBus. Для подключения аккумулятора к плате используется разъем с как минимум 5 контактами. Из них два отвечают за подачу питания, ещё два обеспечивают обмен данными о состоянии аккумулятора и степени зарядки, отработанных циклах заряд-разряд, информации о производителе и т. п. Некоторые параметры приводятся ниже:

• текущее состояние;
• тип аккумуляторных элементов;
• идентификатор;
• серийный номер;
• даты производства и первого использования;
• производитель
• число сделанных циклов заряд-разряд.

Большинство ноутбуков, предлагаемых на рынке, имеют батареи с разъёмами 6, 7, 9 контактами. Распиновку для конкретного ноутбука приходится искать на сайтах производителей или мануалах. Распиновка наиболее распространённого семи контактного разъёма аккумулятора ноутбука выглядит следующим образом:

1. ID;
2. NC (No Contact);
3. SCL/SDA (применяется для связи микросхем);
4. BATT_IN (сигнал о подключении);
5. SMB (шина для передачи данных о состоянии батареи);
6. DATA- (ноль);
7. DATA+ (основное напряжение).

В аккумуляторной батарее отдельная электрическая линия отводится под передачу идентификатора (ID), который представляет собой последовательность кодов. Распиновка таких батарей включает в себя следующие контакты:

• (+);
• ID;
• термистор;
• общий вывод.

Вывод идентификации в аккумуляторе обеспечивает тактовый генератор. Этот элемент вырабатывает сигнал в виде электрических импульсов. Чтобы интерфейс мог функционировать, требуется наличие двух линий. С их помощью передаётся информация между батареей и материнской платой.

Как вы понимаете, в случае неисправности генератора или термистора батарея не будет определяться ноутбуком.

Типичные симптомы неисправности контроллера, генератора или схемы обвязки:

• Ноутбук не видит батарею. Несмотря на то, что батарея целая и подключена к ноутбуку, он ее не распознает и выдает уведомление, что батарея отсутствует;
• Ноутбук определяет батарею, но заряд не начинается;
• При подключенной батареи, ноутбук не запускается, а после ее извлечения и подключения на прямую от электросети включается сразу. Такой симптом будет говорить о том, что внутри батареи происходит короткое замыкание.

Прошивка

Аккумуляторная батарея обменивается с электроникой ноутбука не только идентификационной информацией. Она хранит много другой информации о себе и текущем состоянии. Чтобы хранить все эти данные в батарее предусмотрена энергонезависимая программируемая EEPROM-память в виде микросхемы с последовательным интерфейсом. Она содержит заводскую информацию о полной емкости, серийном номере, производителе и т.п. Её содержимое можно перепрошить при необходимости.

Чаще всего перепрошивку выполняют через программу Battery EEPROM Works. Перепрошивку необходимо выполнять, когда вы установили новые банки, чтобы сбросить счетчик циклов заряда и полный объем новых элементов (Full Charge Capacity):

Прошивка EEPROM АКБ

Несовместимость батарей и блоков питания

Основная причина сбоев контроллеров аккумуляторов заключается в том, что вместо оригинальной батареи для ноутбука используют китайские аналоги, купленные в интернет-магазинах типа Aliexpress и Ebay. В этом случае проблема может проявить себя моментально, после подключения устройства к цепи питания, либо после нескольких циклов подзарядки. Основная причина несовместимости — материнской плате не удается распознать контроллер батареи.

Некоторые производители ноутбуков используют специальную систему распознавания оригинального блока питания. Такую функцию имеют ноутбуки Sony, HP, Dell (некоторые модели), Lenovо. К примеру, если к одному из этих ноутбуков подключить чужой или не оригинальный блок питания, то батарея в этом случае может не заряжаться. Да, ноутбук включится и будет работать, но только от сети.

Диагностика цепи заряда на материнской плате

Как изначально было сказано, аккумулятор может не заряжаться и не по своей вине, а именно по вине схемы заряда на материнской плате.

Процесс заряда батареи управляется с платы микросхемой ШИМ-контроллера — чарджером (charger). Коммутация цепей питания от источника питания (АКБ или БП) на плату ноутбука путем подачи управляющих сигналов на транзисторные ключи (MOSFET) — это и есть основная задача чарджера. Также чарджер отвечает за сообщение о подключении источника питания другим системным контроллерам и формирование напряжений и токов для зарядки аккумулятора.

Существует огромное число различных модификаций ШИМ-контроллеров заряда, используемых в ноутбуках. Связано это с тем, что мощности потребления и напряжения в разных платформах разные. Наиболее популярными являются микросхемы фирм RT (RICHTEK), MAX (Maxim Integrated), ISL (Renesas, Intersil), SEMTECH (SX), Texas Instruments (TPS, BQ).

Рассмотрим схему чарджера на примере применения BQ24707.

Упрощенная схема подключения BQ24707

При подсоединении к ноутбуку блока питания, включенного в электросеть (обычно 15-19 V), на одном из контактов чарджера появляется напряжение (в примере выше оно передается по линии Adapter Detection, обведенной красным) – так происходит распознавание подключения БП. Узнав, что адаптер подсоединен, чарджер информирует об этом одну из главных управляющих микросхем – EC/KBC controller (он же мультиконтроллер) или южный мост, которые обозначены на рисунке прямоугольником «Host». В некоторых реализациях информацию получают обе микросхемы.

Если уровень входного напряжения с блока питания соответствует требуемому (для большинства ноутбуков это 19 V), EC/KBC контроллер закрывает ключ (BATFET, обведенный синим), который пропускает на плату питание с АКБ. Одновременно с этим открываются ключи Q1 и Q2, работающие в противофазе с BATFET. Q1 пропускает питание с линии 19 V к самому чарджеру, а через Q2 напряжение с БП поступает остальным потребителям системы. Также оно идет на зарядку аккумулятора.

Вот типовая схема подключения:

Типовая схема включения BQ24707

По отдельному каналу чарджер отслеживает уровень напряжения АКБ. При достижении максимума зарядка прекращается.

• ACDET — вход определения наличия адаптера
• SCL — тактирование шины SMBus
• SDA — данные шины SMBus
• SRN и SRP — негативные и позитивные входы датчиков тока. SRN также используется для определения напряжения батареи.
• PHASE и LODRV — верхние и нижние плечи MOSFET выхода питания.
• ACN и ACP — входы тестирования наличия тока

Если вы обратите внимание на линии, которые идут к чарджеру и от него, вы заметите, что они усыпаны мелкими деталями, которые называются элементами обвязки. Каждый из этих элементов в любой момент может выйти из строя. Именно это и послужит причиной для отсутствия зарядки и ряда других проблем с батареей.
Некорректная работа системы заряда сопровождается следующими симптомами:

• Ноутбук не видит рабочую батарею
• Ноутбук видит новую батарею, но не заряжает ее.
• При подключении компьютера к электросети индикатор заряда батареи активен, но на самом деле батарея не заряжается.
• Батарея имеет полный заряд, но на ноутбук питание не поступает. Если отключить его от электросети, происходит моментальное выключение компьютера.

Решив проблемы с контроллером заряда, вы одновременно решите и проблемы со включением ноутбука.

Многие контроллеры похожи друг на друга и взаимозаменяемы. Вы можете изучить эту статью, посвященную данному вопросу.

Когда стоит задуматься о восстановлении АКБ ноутбука?

Современные батареи предназначены для беспрерывной автономной работы от 2 до 8 часов. Производители также утверждают, что срок службы аккумулятора определяется количеством циклов зарядки-разрядки. То есть, элемент питания будет исправно работать, по заверениям специалистов, в течение 400-500 циклов. В зависимости от интенсивности эксплуатации устройства, это примерно 3-4 года. Однако проблемы зачастую начинаются раньше. Как же определить, что АКБ неисправен?

На самом деле, операционная система оповещает о различных неполадках, возникающих в электрооборудовании. В сообщении будет отражена информация о низкой емкости батарей и необходимости ее заменить. Пользователь, который немало времени проводит за ноутом, всегда заметит изменения: о выработанном ресурсе батареи свидетельствует снижение времени работы компьютера от аккумулятора до одного часа или даже до 10-20-30 минут. Однако не все так просто, чтобы лучше понять процессы, протекающие в оборудовании, разберемся в них поочередно.

Аккумулятор ноутбука представляет собой схему, состоящую из 4-6-8 банок, иногда количество доходит до 12. Банки заряжаются и разряжаются под управлением специальной платы, называемой контроллером. В общем, неудовлетворительная работа системы электро обеспечения может быть вызвана следующими причинами:

1. Аккумуляторные элементы выработали свой ресурс. Иногда из строя выходят отдельные банки, тогда их еще можно заменить. Процесс этот называют «перепаковкой», а о батарее говорят, что она «умерла».
2. Аккумулятор не удается восстановить после глубокого разряда. Как правило, элементы исправны, однако контроллер блокирует заряд из-за низкого напряжения. То есть, автоматически отключает их, считая неисправными. В подобных случаях прибегают к балансировке банок посредством зарядного устройства или к зарядке каждого элемента по-отдельности.
3. Вышел из строя контроллер. Такие поломки устранить самостоятельно невозможно, обычно неисправную плату заменяют на новую.

Как сделать калибровку батареи ноутбука Lenovo

Ручная калибровка подходит для всех ноутбуков, в том числе и для Hewlett Packard

Зарядите батарею до 100%

Теперь нужно разрядить аккумулятор до минимума, до полной разрядки. НО ноутбук настроен на автоматический переход в спящий режим при показателях 5-10%. Наша задача отключить это действие.

Создать план Электропитания

Создайте план под любым именем и выставьте высокую производительность

Установите запрет на отключение дисплея и переход в режим «Сон».

Калибровка не восстановит естественный износ элементов питания, а значит — не увеличит время автономной работы.

Утилита для калибровки батареи ноутбука Lenovo

Для ноутбуков данного бренда разработана утилита OneKey Optimizer. Позволяющая настраивать, отлаживать ноутбук, в том числе и производить калибровку. Поддерживается Windows 7,8,10.

Программа для калибровки батареи ноутбука Lenovo

OneKey Optimizer – Позволит безопасно произвести программную калибровку.
А что калибровка может быть небезопасна? (подумаете Вы)

Задачей калибровочной программы является загрузка ноутбука работой, так чтобы он за 15-20 минут мог разрядить батарею до 0%. Эта программа отменяет переход в режим сна автоматически, но производители ноутбуков не рекомендуют использовать сторонние программы, так как их разработчик, чаще всего, не уделяет внимания перегревам ноутбука при таких нагрузках. Чего не произойдет в программой компании Lenovo.

Калибровка батареи ноутбука Lenovo через БИОЗ (BIOS)

В ноутбуках Lenovo в BIOS нет программы калибровки. Осуществите калибровку вручную либо программную.

Калибровка батареи в Windows 10

• Зайдите в панель управления: Электропитание / Создать план Электропитания / Создайте свой план электропитания установив галочку «высокая производительность» / Выставите запрет на переход в «Спящий» режим.
• Зарядите АКБ до 100%
• Отключите зарядное устройство и не подключайте, пока ноутбук не выключится от недостатка энергии.
• Сразу же подключите блок питания!
• Выставите режим электропитания на прежний

Зачем был нужен первый пункт? Если не выставить режим электропитания – ноутбук перейдет в режим сна, либо выключится уже на 5-10% заряда, что не даст произвести калибровку.

• Зарядите АКБ до 100% уровня
• Панель Управления / Электропитание / Создать план Электропитания / Создайте план электропитания поставив отметку «высокая производительность» / Запретите переход в режим «СОН»
• Отключите ЗУ и не подключайте, пока ноутбук не выключится от истощения батареи.
• Сразу же подключите блок питания!
• Выставите прежний режим Электропитания.

• Перед калибровкой полностью зарядите аккумулятор
• Затем нужно установить запрет на переход в спящий режим. Панель управления / Электропитание / Создайте план электропитания с высокой производительностью.
• Теперь пусть Ноутбук работает автономно до полного выключения. Выключение должно произойти при Вас! Необходимо сразу же подключить зарядку, так как литий-ионные батареи выйдут из строя при продолжительном разряженном состоянии.
• Включаем обратно режим электропитания, предотвращающий полную разрядку.

• Доведите уровень заряда до 100%
• Установите запрет на переход в спящий режим. Панель управления / Электропитание / Создайте план электропитания с высокой производительностью.
• Отключите ЗУ и не подключайте, пока ноутбук не выключится.
• Сразу после этого ставим ноут на зарядку. Долгое время без минимального заряда может вывести из строя емкостные ячейки батареи.
• Установите Электропитание на нужный режим.

Оценка емкости и состояния АКБ

Перед тем как скачать программу для калибровки батареи ноутбука или воспользоваться стандартной утилитой, следует провести небольшой анализ емкости и состояния аккумулятора. Для этого необходимо проделать следующие действия:

• Запустить командную строку от имени администратора устройства.
• Набрать простую команду «powercfg. exe — energy — output c:report.html».
• Указать путь, куда сохранится отчетный файл, дать ему название.
• Дождаться окончания анализа и выставления оценки.
• Перейти в указанную папку для просмотра отчета (файл может выглядеть как report. html).
• Зайти в раздел, называющийся «Сведения о батарее», и найти информацию с расчетами, в которой упоминается о последней полноценной подзарядке.

Если это значение меньше номинальной емкости аккумулятора, то ему требуется калибровка. Стоит помнить о том, что программы и утилиты для восстановления — это не «таблетка» от всех болезней АКБ. Если ее не удастся вылечить таким способом, то причина быстрого разряда и непредвиденного отключения ноутбука заключается в износе батареи. Возможно, потребуется полная диагностика устройства и ремонт.

2. КАК ВОССТАНАВЛИВАЕТСЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ НОУТБУКА

• До начала работ по восстановлению (ремонту) аккумуляторной батареи она сперва тестируется, дабы убедиться, что элементы в ней действительно «отжили» свое.

• Затем корпус вскрывается по шву и из него изымаются все отработанные старые элементы (до единого). Часто пользователи задают вопрос, нужно ли менять только утратившие свою емкость элементы или обязательно все сразу. Ответ вполне логичен: оставь мы хоть один элемент из старых — и работа всей восстановленной батареи будет «упираться» только в его возможности (оставшиеся емкость и ресурс), что не позволит нам дать полноценную гарантию 6 месяцев.

• Далее по выбору клиента устанавливаются элементы емкостью либо 2600mAh, либо 3500mAh, фото которых мы предлагали выше.
• После чего аккумулятор подключается к программатору и производится прошивка контроллера с записью новых значений емкости элементов и обнулением счетчика циклов разряда.

Причем емкость в данном случае прописывается для каждого нового элемента вручную, исходя из реальных показаний тестера.

Проверка износа батареи ноутбука с помощью командной строки

Емкость аккумулятора ноутбука можно проверить с помощью командной строки. Необходимо ввести всего лишь одну команду, которая сгенерирует файл с подробной информацией о состоянии устройства.

Отметим, что способ работает как на Windows 7, так и на Windows 8 и 10. Приступим.

1. Откройте командную строку через Пуск или меню Win+X, либо нажмите комбинацию клавиш Win+R.
2. Прописываем команду – powercfg energy.
3. Если появится окошко с требованием выполнить команду от имени администратора, то запустите командную строку заново, но уже с повышенными привилегиями.

Начнется процесс трассировки, которые продлится 60 секунд, затем анализ. Если есть проблемы с энергосбережением, командная строка скажет об этом. Высветится количество ошибок, предупреждений и информационных сведений.

Вся эта информация будет сгенерирована в каталоге C:UsersИмя_ПКenergy-report.html.

Давайте посетим этот раздел и откроем файл energy-report.html. Откроется он в браузере по умолчанию.

В самом вверху указаны сведения о компьютере и операционной системе. У меня это ноутбук HP Pavilion, который я покупал в 2014 году, понятное дело, что спустя практически 5 лет аккумулятор не важно себя чувствует.

Дальше по списку идут результаты анализа. В частности, ошибки, выделенные красным цветом, предупреждения желтого цвета и обычная информация белого цвета, которую можно принять к сведению.

Эти проблемы по-большому счету исправить я не пытался, но вы можете попробовать. Если по каким-то пунктам что-то не понятно, а их довольно много, то скопируйте название ошибки и поищите информацию в интернете.

Что касается емкости аккумулятора, то нужно прокрутить документ вниз и найти раздел «Батарея: Сведения о батареи». Там будут две строчки – расчетная емкость и последняя полная зарядка. У меня почему-то показывает 24154 в обоих пунктах. Это неверно, потому что второй пункт должен быть явно ниже. У вас же может быть иначе.

В данном разделе мы посмотрели только ошибки, связанные с энергопитанием. Теперь, что касается проверки состояния батареи ноутбука, именно приблизительный процент жизни.

Battery Report для проверки износа аккумулятора ноутбука

Итак, следующая команда может помочь нам определить реальную емкость аккумулятора ноутбука. В системе Windows 10 есть такой инструмент – Battery Report. Вот, как им пользоваться:

1. От имени администратора запускаем командную строку.
2. Прописываем команду – powercfg /batteryreport или powercfg /batteryreport /output “C:battery_report.html”.
3. Будет указан путь, где сгенерировался отчет.

Теперь нужно посетить каталог с данным файлом и запустить в браузере. Откроется файл с черным фоном. В начале будет описана информация о системе и компьютере, как в первом документе. Дальше интереснее. В разделе Installed batteries нас интересуют следующие пункты:

• Design Capacity – содержит информацию о емкости батареи.
• Full Charge Capacity – информация об износе батареи, насколько ее емкость снизилась от 100%.
• Chemistry – тип батареи.
• Cycle Count – кол-во циклов зарядки и разрядки батареи.

В области Battery capacity history содержится информация о циклах зарядки, начиная с первого дня после установки windows. Если вы переустановите систему, то эта информация естественно сбросится.

В поле Battery life estimates говорится о времени работы системы от заряженной батарее. Но расчет этот, конечно, не точный. Вдобавок эта информация высвечивается на значке батареи справа внизу.

Вот такая вот интересная утилита в Windows 8 и 10.

Программный метод

Данный метод подразумевает под собой использование специального софта. Чаще всего такое ПО выпускают производители ноутбуков для каждой конкретной модели. Поэтому необходимо подробно рассмотреть способы устранения ошибок контроллера питания для наиболее популярных моделей ноутбуков.

Калибровка аккумулятора Lenovo

Для устранения ошибок в контроллере питания будем использовать программу, предустановленную по умолчанию в ноутбуках Lenovo – Energy Management.

Утилита «Energy Management»

Процесс выглядит следующим образом:

• запускаем утилиту, при ее старте в главном окне отобразится информация о состоянии АКБ;
• затем щелкаем по шестеренке в правой части окна, это позволит включить режим калибровки;
• далее требуется закрыть используемые приложения, кроме самой утилиты и подсоединяем зарядное устройство к ПК, нажимаем «Продолжить».

После этого необходимо зарядить устройство до 100%, а после разрядить до 0%. Обратите внимание, что во время процесса калибровки ноутбуком пользоваться не рекомендуется, также не стоит отключать его и закрывать крышку.

Калибровка аккумулятора HP

Многих пользователей интересует, как откалибровать аккумулятор ноутбука HP. Для этого есть встроенная утилита Smart Battery Calibration.

• запускаем компьютер, при его старте появится окно «BIOS Setup Utility», для входа в программу необходимо нажать соответствующею кнопку на клавиатуре, чаще всего это «Del» и «F2»;
• после перехода в утилиту с помощью клавиш со стрелочками переходим к вкладке «Boot» и открываем ее с помощью клавиши «Enter» на клавиатуре;
• затем выбираем пункт «Smart Battery Calibration», после запуска на экране отобразится «Would you run the Battery Calibration?», нажимаем «Yes» и ждем конца процесса калибровки, для выхода из «BIOS» используем клавишу «Esc».

Универсальная программа для калибровки

Не все производители выпускают программы, позволяющие исправить ошибки контроллера АКБ. Для ноутбуков таких как: dell, Acer, Samsung и другие можно использовать утилиту – «BatteryCare». Данное приложение является бесплатным и предлагает пользователю ряд решений для оптимизации расхода заряда батареи.

• скачиваем программу с официального сайта разработчиков и устанавливаем ее на свой ПК;
• переходим в «Настройки», переходим во вкладку «Уведомление» и выставляем нужный параметр в пункте «Рекомендовать калибровку»;

• после того, как рекомендованный цикл разряда/разряда будет исчерпан, приложение предложить произвести автоматическую калибровку.